[发明专利]一种宽量程微弱光照度测量装置

说明书

本发明提出一种宽量程微弱光照度测量装置，解决10^‑3lx～10^‑9lx照度的测量问题，使用光电倍增管直接进行探测，探测器电流响应量级为纳安级。在设计中采用了光电倍增管的电制冷技术和纳安级稳态放大处理技术。光电倍增管的电制冷技术大大降低了光电倍增管的噪声，纳安级稳态放大处理技术使本装置达到极高的灵敏度和信噪比，可对10^‑7lx～10^‑9lx以下的光照度进行探测。相比于用光子计数器对10^‑7lx～10^‑9lx弱光进行探测的弱光照度计价格比较高，一般在几万甚至十几万元每台的问题，本发明采用光电倍增管设计的探测下限到10^‑9lx的弱光照度计，价格在1.5万元左右。本发明突破了国内外采用光电倍增管设计的弱光照度计的10^‑7lx的探测极限，且价格低廉，将广泛应用于微光、星光技术领域。

技术领域

本发明属于光学测试与计量技术领域，主要涉及一种稳态光照度测试仪器，尤其涉及一种探测下线为10^-9lx的微弱光照度测量装置。

背景技术

极弱光照度测量在荧光探测、星光技术及军用夜视侦查等技术领域得到了广泛应用。目前国内的弱光照度计以国防科技工业光学一级计量站、北京理工大学、杭州远方公司和成都测试院研制的弱光照度计为代表，其最低探测能力为10^-7lx。比10^-7lx更微弱的光照度只能采用光子计数器进行探测，而且不能直接探测出照度值。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是10^-3lx～10^-9lx照度的测量问题，尤其是解决10^-7lx～10^-9lx的照度的测量问题。

本发明的技术方案为：

所述一种宽量程微弱光照度测量装置，其特征在于：包括光学系统、探测器组件、放大器组件、数据采集组件；

所述光学系统包括精密光阑、余弦修正器、V(λ)滤光片；

所述探测器组件包括高压系统、光电倍增管、制冷系统；

所述放大器组件包括直流电源、电流电压转换器、放大电路、开关电路、电压跟随器；直流电源提供幅值相同的基准电压，电流电压转换器将脉冲电流信号转换为脉冲电压信号后输入放大电路，放大电路采用的四级放大电路设计，第一级电压放大电路和第二级电压放大电路相同，均可放大8倍，第三级电压放大电路和第四级电压放大电路相同，均可放大1倍或8倍；电压跟随器调整放大电路输出电压的正负转换；开关电路控制第三级电压放大电路和第四级电压放大电路的放大倍数选择；

所述数据采集组件采集并处理电压跟随器输出的电信号。

进一步的优选方案，所述一种宽量程微弱光照度测量装置，其特征在于：所述制冷系统包括腔体、制冷片、散热片组和电源；

所述腔体为中空腔体，光电倍增管后座固定在腔体后壁上，腔体前壁为空；光电倍增管与腔体之间距离为1mm，腔体前壁中心点和光电倍增管光敏面中心同高；

所述制冷片由外层被陶瓷包裹的若干对温差电偶组成，温差点偶采用一级结构，串联连接，并由电源供电；制冷片温度较低一侧压制在腔体外表面；

所述散热片组包括若干片散热片，压制在制冷片温度较高的一侧。

进一步的优选方案，所述一种宽量程微弱光照度测量装置，其特征在于：所述腔体和散热片采用铝合金材质。